Գյուղատնտեսական մշակաբույսերը հաճախ հանդիպում են շրջակա միջավայրի ծանր պայմանների: Էներգիան աճի համար օգտագործելու փոխարեն, այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են հիվանդությունը, ծայրահեղ ջերմաստիճանը և աղի հողերը, ստիպում են բույսերին օգտագործել այն՝ արձագանքելու արդյունքում առաջացող սթրեսին: Այս երևույթը կոչվում է «աճի և սթրեսի արձագանքի փոխզիջում»:
Նագոյայի համալսարանի հետազոտողների թիմը հայտնաբերել է նախկինում անհայտ ուղի, որը թույլ է տալիս կարգավորել՝ արդյոք բույսն օգտագործում է իր ռեսուրսները աճի կամ սթրեսի դեմ պայքարելու համար: Phys.org պորտալ. Այս բացահայտումը կարող է թույլ տալ վերահսկել սթրեսի արձագանքը գյուղատնտեսական պայմաններում՝ բարձրացնելով դրանց բերքատվությունը: Գիտնականներն իրենց արդյունքները հրապարակել են ամսագրում գիտություն.
Հետազոտական թիմը՝ պրոֆեսոր Յոշիկացու Մացուբայաշիի և դոցենտ Մարի Օհնիշիի գլխավորությամբ՝ Ճապոնիայի Նագոյա համալսարանի կյանքի գիտությունների բարձրագույն դպրոցի, ուսումնասիրել է հորմոնների և դրանց ընկալիչների դերը սթրեսին բույսերի արձագանքում:
Նրանք կենտրոնացել են երեք ընկալիչների վրա, որոնց համար համապատասխան հորմոնը դեռ չի հայտնաբերվել: Օգտագործելով Arabidopsis thaliana-ը՝ փոքրիկ ծաղկող բույսը, նրանք հայտնաբերեցին PSY ընտանիքը, որը գործում է որպես հորմոն՝ կապելով այս ընկալիչների հետ և փոխելով սթրեսի արձագանքը աճին և հակառակը:
Սովորաբար, ընկալիչները և հորմոնները գործում են որպես կողպեքներ և բանալիներ, որոնց դեպքում հորմոնը (այս դեպքում՝ պեպտիդը PSY) հանդես է գալիս որպես կենսաբանական գործընթաց սկսելու համար անհրաժեշտ բանալին: Այնուամենայնիվ, այս ուսումնասիրության մեջ բույսերի բջիջները, որոնք չեն արտադրել PSY, այնուամենայնիվ ունեցել են ակտիվ սթրեսային արձագանք: Հետևաբար, սա ենթադրում է, որ սթրեսային արձագանքն ակտիվացնելու փոխարեն PSY «բանալու» առկայությունը ընկալիչի «կողպեքում» անջատում է այն:
Սթրեսի արձագանքների բնույթը ստուգելու համար գիտնականները բույսեր են աճեցրել ծայրահեղ սթրեսային պայմաններում՝ օգտագործելով ջերմություն, աղ և վարակել դրանք բակտերիաներով: Բույսերը, որոնք կամ ունեին PSY ընկալիչների պակաս, կամ անընդհատ ստանում էին PSY հորմոն, չկարողացան համարժեք արձագանքել սթրեսին, ինչը հանգեցնում էր գոյատևման նվազմանը: Գիտնականները եզրակացրել են, որ սթրեսային բույսերը դադարում են PSY արտադրել, որի բացակայությունն առաջացնում է սթրեսային արձագանքներ:
Այս երևույթը բացատրելու համար հետազոտողները առաջարկել են մեխանիզմ, որով վնասված բջիջները նվազեցնում են PSY հորմոնների կոնցենտրացիան վնասված տարածքներին հարող բջիջների շերտերում: PSY-ի այս բացակայությունը առաջացնում է սթրեսի արձագանք: Կարևոր է, որ սա կարող է բացատրել, թե ինչու նույնիսկ վնասված բույսերը կարող են հաղորդագրություններ ուղարկել:
Իր սահմանափակ ռեսուրսները նոր ազդանշան ստեղծելու համար օգտագործելու փոխարեն, վնասված բուսական բջիջը կարող է դադարեցնել PSY հորմոնի արտազատումը, ակտիվացնելով սթրեսի արձագանքը: Նման մեխանիզմը հնարավորություն կտա հավասարակշռել սթրեսային դիմադրությունը հարակից էներգիայի ծախսերի հետ: Արդյունքում, նույնիսկ ամենասթրեսային միջավայրի պայմաններում, բույսերը դեռ կարող են աճել՝ կառավարելով իրենց սահմանափակ ռեսուրսները:
Արաբիդոպսիսում հայտնաբերված մեխանիզմների մեծ մասը հանդիպում են նաև այլ բույսերում: Հետևաբար, այս արդյունքները կիրառելի են բոլոր մշակույթների համար: